KR100321331B1 - 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전무화헤드형 도장장치(21)에 각 색상별로 도료용 카트리지 (35)를 끼우고 빼기가능하게 설치함으로써, 다수색상의 도료를 색상교체하여 도장할 수 있는 도장방법이다. 도장장치에 의한 도장방법은 하우징(22)에 도료용 카트리지(35)를 설치하는 도료용 카트리지설치공정과, 도료용 카트리지(35)내의 도료를 회전무화헤드(30)에 공급하는 도장공정과, 사용이 끝난 도료용 카트리지(35)를 하우징(22)으로부터 떼어내는 도료용 카트리지떼어냄 공정과, 무화헤드세정장치(57) 에 의하여 회전무화헤드(30)의 전면에 세정유체를 공급하여 그 회전무화헤드(30)에 부착된 이전색상 도료를 세정하는 세정공정에 의하여 구성되어 있다. 따라서 도료의 색상교체를 행하는 경우에도 회전무화헤드(30)를 전면측에서 세정한 후, 도료용카트리지(35)를 교환하는 것만으로 다음색상 도료를 도장할 수 있다.

Description

회전무화헤드형 도장장치의 도장방법{COATING METHOD FOR ROTARY ATOMIZING HEAD TYPE COATING DEVICE}

일반적으로 자동차의 차체 등의 피도장물를 도장하는 도장장치로서는, 예를 들어 회전무화헤드를 구비한 회전무화헤드형 도장장치가 사용되고 있다. 또한 종래부터, 도장장치에 색상교체작업시에 폐기되는 도료와 용제의 양을 줄일 것 및 여러 도색에 대응할 수 있을 것 등이 요구되고 있다.

따라서 제 1 종래기술은 폐기도료, 용제의 절감, 도색의 증대에 대응한 회전무화헤드형 도장장치로, 예를 들어 일본국 특개평8-229446호 공보에 기재된 것이 알려져 있다. 이 회전무화헤드형 도장장치는, 각 색상마다의 도료가 충전된 카트리지를 피도장물이 되는 자동차의 보디 등을 도장할 때마다 교환하여 설치하는 구성으로 되어 있다. 그러나 이 도장장치에는 이전색상 도료를 세정하기 위한 장치가 없어 도장장치로서의 기능을 만족시키고 있지 않다.

또, 도장장치에는 미리 정해진 프로그램에 따라 차체 등을 자동으로 도장하는 소위 자동도장장치가 있다(예를 들어 일본 특개소63-175662호 공보). 이 제 2종래기술이 되는 자동도장장치는, 각 색상마다의 카트리지를 도장용 로봇 등의 도장작업기의 작업범위내에 배치하여, 그 도장작업기를 작동시킴으로써 도장장치에 원하는 카트리지를 교환하여 설치하는 구성으로 되어 있다. 또 제 2 종래기술에 대한 자동도장장치에서는 카트리지의 교환(색상교체)을 행하기 위하여 도장장치에 세정유체를 공급하기 위한 호스가 접속되고, 도장장치내에는 그 호스에 연통하여 회전무화헤드를 향하여 연장된 세정유체통로 등이 설치된다. 그리고 이전색상 도료를 세정하는 경우에는, 호스로부터 공급된 세정유체를 세정유체통로에서 회전무화헤드를 향하여 분출하여 그 회전무화헤드 등을 세정한다.

또한 제 3 종래기술로서 예를 들어 국제공개 WO97/3470호 공보에 나타내는 자동도장장치가 있다. 이 제 3 종래기술에 의한 자동도장장치는, 도장영역에 설치된 도장작업기와, 그 도장작업기에 설치되어 도료를 분무하는 도장기를 가지는 도장장치와, 내부에 도료가 충전되어 그 도장장치에 교환가능하게 설치되는 각 색상마다의 별개의 카트리지와, 그 카트리지를 지지하여 상기 도장장치와의 사이에서 카트리지를 교환하는 카트리지교환장치를 구비하고 있다.

이와 같이 구성된 제 3 종래 기술에 의한 자동도장장치에도 상기 제 2 종래 기술에 의한 자동도장장치와 같이, 도장장치에 세정유체를 공급하기 위한 호스가 접속되고, 도장장치내에는 그 호스에 연통하여 회전무화헤드를 향하여 연장된 세정유체통로, 세정유체통로를 개폐하는 세정유체밸브 등이 설치된다.

그런데 상기한 제 2, 제 3 종래기술에 의한 자동도장장치에서는 회전무화헤드를 세정하기 위한 장치를 도장장치에 설치하고 있기 때문에 도장장치에는 세정유체를 공급하기 위한 호스를 접속하여, 세정유체통로 등을 설치하고 있다. 이 때문에 호스의 처리가 번거로운 데다가 도장장치가 대형화하여 중량도 증대된다는 문제가 있다.

또 도착효율을 높이기 위한 고전압을 도료에 인가하는 구성으로 한 경우에는, 이 고전압이 세정유체통로, 호스내의 세정유체를 통하여 외부로 리크된다는 문제가 있다.

본 발명은 예를 들어 자동차의 차체 등의 피도장물를 색상교체하면서 도장하는데 사용하기 가장 적합한 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 회전무화헤드형 도장장치를 도장용로봇등과 함께 나타낸 정면도,

도 2는 제 1 실시형태에 의한 회전무화헤드형 도장장치를 나타내는 종단면도,

도 3은 도 2에 나타내는 회전무화헤드형 도장장치의 확대종단면도,

도 4는 회전무화헤드를 회전축, 피드튜브의 선단과 함께 나타내는 요부확대종단면도,

도 5는 카트리지를 나타내는 종단면도,

도 6은 제 1 실시형태에 의한 회전무화헤드형 도장장치의 동작을 나타내는 타임챠트,

도 7은 하우징에 도료용 카트리지를 설치한 상태를 나타내는 동작설명도,

도 8은 회전무화헤드형 도장장치에 의하여 피도장물을 도장하고 있는 상태를나타내는 동작설명도,

도 9는 무화헤드세정장치의 위치에서 하우징으로부터 도료용 카트리지를 떼어낸 상태를 나타내는 동작설명도,

도 10은 무화헤드세정장치에 의하여 회전무화헤드를 세정하고 있는 상태를 확대하여 나타내는 동작설명도,

도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 회전무화헤드형 도장장치의 동작을나타내는 타임챠트,

도 12는 회전무화헤드형 도장장치를 카트리지의 교환위치에 배치한 상태를 나타내는 동작설명도,

도 13은 무화헤드세정장치에 의하여 회전무화헤드, 피드튜브의 선단을 세정하고 있는 상태를 확대하여 나타내는 동작설명도,

도 14는 하우징으로부터 도료용 카트리지를 떼어낸 상태를 나타내는 동작설명도,

도 15는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 회전무화헤드형 도장장치를 도장용로봇등과 함게 나타내는 정면도,

도 16은 제 3 실시형태에 의한 회전무화헤드형 도장장치의 동작을나타내는 타임챠트,

도 17은 세정용 카트리지에 의하여 회전무화헤드를 세정하고 있는 상태를 나타내는 동작설명도,

도 18은 본 발명의 변형예에 의한 도장기본체를 나타내는 종단면도이다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 도료를 배출하지 않고 다수 색상의 도료를 색상교체하여 도장할 수 있 도록한 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법을 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명이 채용하는 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법은, 앞쪽이 도장기를 설치하는 도장기설치부가 되고, 뒤쪽이 카트리지를 설치하는 카트리지설치부가 되는 하우징과, 회전축을 가지는 에어모터와 그 에어모터의 앞쪽에 위치하여 회전축에 설치된 회전무화헤드로 이루어지고, 그 하우징의 도장기설치부에 설치된 도장기와, 그 도장기를 구성하는 에어모터의 회전축내를 축방향으로 설치되어 전단이 회전무화헤드로 개구되고, 후단이 상기 하우징의 카트리지설치부로 개구되는 피드튜브 삽입구멍과, 내부에 도료가 충전되는 봄베와, 그 봄베의 선단에서 축방향으로 연장되는 피드튜브로 이루어지는 각 색상마다 별개의 도료용 카트리지를 구비한 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법으로서, 도장에 사용하는 도료용 카트리지의 봄베를 상기 하우징의 카트리지설치부에 설치하고, 피드튜브를 상기 피드튜브 삽입구멍에 삽입하는 도료용 카트리지설치공정과, 상기 에어모터에 의하여 회전무화헤드를 회전시킨 상태에서 설치된 도료용 카트리지내의 도료를 피드튜브를 통하여 회전무화헤드를 향하여 공급하는 도장공정과, 도장의 종료후에 사용이 끝난 도료용 카트리지를 상기 하우징으로부터 떼어내는 도료용 카트리지 떼어냄 공정과, 상기 회전무화헤드의 전면측으로부터 세정유체를 공급하여 상기 회전무화헤드에 부착된 이전색상 도료를 세정하는 세정공정으로이루어진다.

이와 같이 구성함으로써 도료용 카트리지설치공정에서는, 도장에 사용하는 도료용 카트리지의 봄베를 하우징의 카트리지설치부에 설치하여 피드튜브를 피드튜브 삽입구멍에 삽입한다. 다음에 도장공정에서는 에어모터에 의하여 회전무화헤드를 회전시킨 상태에서 설치된 도료용 카트리지내의 도료를 피드튜브를 통하여 회전무화헤드를 향하여 공급함으로써 피도장물을 도장한다. 그리고 도료용 카트리지 떼어냄 공정에서는, 도장작업이 종료하면, 사용이 끝난 도료용 카트리지를 하우징으로부터 떼어낸다. 또한 세정공정에서는 회전무화헤드의 전면측으로부터 세정유체를 공급하여 그 회전무화헤드에 부착된 이전색상 도료를 세정함으로써 다음색상의 도장준비가 이루어진다.

또 본 발명이 채용하는 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법은, 앞쪽이 도장기를 설치하는 도장기설치부가 되고, 뒤쪽이 카트리지를 설치하는 카트리지설치부가 되는 하우징과, 회전축을 가지는 에어모터와 그 에어모터의 앞쪽에 위치하여 회전축에 설치된 회전무화헤드로 이루어지고, 그 하우징의 도장기설치부에 설치된 도장기와, 그 도장기를 구성하는 에어모터의 회전축내를 축방향에 설치하여 전단이회전무화헤드로 개구하고, 후단이 상기 하우징의 카트리지설치부로 개구하는 피드튜브 삽입구멍과, 내부에 도료가 충전되는 봄베와 그 봄베의 선단으로부터 축방향으로 연장되는 피드튜브로 이루어지는 각 색상마다 별개의 도료용 카트리지를 구비한 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법으로서, 도장에 사용되는 도료용 카트리지의 봄베를 상기 하우징의 카트리지설치부에 설치하여 피드튜브를 상기 피드튜브 삽입구멍에 삽입하는 도료용 카트리지설치공정과, 상기 에어모터에 의하여 회전무화헤드를 회전시킨 상태에서 설치된 도료용 카트리지내의 도료를 피드튜브를 통하여 회전무화헤드를 향하여 공급하는 도장공정과, 도장의 종료후에 상기 회전무화헤드의 전면측으로부터 세정유체를 공급하여 상기 회전무화헤드와 피드튜브첨단에 부착된 이전색상 도료를 세정하는 세정공정과, 세정의 종료후에 사용이 끝난 도료용 카트리지를 상기 하우징으로부터 떼어내는 도료용 카트리지분리공정으로 이루어진다.

이와 같이 구성함으로써 도료용 카트리지설치공정에서는, 도장에 사용하는 도료용 카트리지의 봄베를 하우징의 카트리지설치부에 설치하여 피드튜브를 피드튜브 삽입구멍에 삽입한다. 다음에 도장공정에서는 에어모터에 의하여 회전무화헤드를 회전시킨 상태에서 하우징에 설치된 도료용 카트리지내의 도료를 피드튜브를 통하여 회전무화헤드를 향하여 공급함으로써 피도장물를 도장한다. 그리고 세정공정에서는 도장작업이 종료하면, 회전무화헤드의 전면측으로부터 세정유체를 공급하여 그 회전무화헤드와 피드튜브선단에 부착된 이전색상 도료를 세정한다. 또한 세정작업이 종료하면, 도료용 카트리지분리공정에서는, 사용이 끝난 도료용 카트리지를 하우징으로부터 떼어냄으로써, 다음색상의 도장준비가 이루어진다.

또한 본 발명이 채용하는 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법은, 앞쪽이 도장기를 설치하는 도장기설치부가 되고, 뒤쪽이 카트리지를 설치하는 카트리지설치부가 되는 하우징과, 회전축을 가지는 에어모터와 그 에어모터의 앞쪽에 위치하여 회전축에 설치된 회전무화헤드로 이루어지고, 그 하우징의 도장기설치부에 설치된 도장기와, 그 도장기를 구성하는 에어모터의 회전축내를 축방향으로 설치되고 전단이 회전무화헤드로 개구하고, 후단이 상기 하우징의 카트리지설치부로 개구하는 피드튜브 삽입구멍과, 내부에 도료가 충전되는 봄베와 그 봄베의 선단으로부터 축방향으로 연장되는 피드튜브로 이루어지는 각 색상마다 별개의 도료용 카트리지와, 내부에 세정유체가 충전되는 봄베와 그 봄베의 선단으로부터 축방향으로 연장되는 피드튜브로 이루어지는 세정용 카트리지를 구비한 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법으로서, 도장에 사용하는 도료용 카트리지의 봄베를 상기 하우징의 카트리지설치부에 설치하여 피드튜브를 상기 피드튜브 삽입구멍에 삽입하는 도료용 카트리지설치공정과, 상기 에어모터에 의하여 회전무화헤드를 회전시킨 상태로 설치된 도료용 카트리지내의 도료를 피드튜브를 통하여 회전무화헤드를 향하여 공급하는 도장공정과, 도장의 종료후에 사용이 끝난 도료용 카트리지를 상기 하우징으로부터 떼어내는 도료용 카트리지분리공정과, 상기 회전무화헤드에 부착된 이전색상 도료를 세정하기 위하여 상기 하우징의 카트리지설치부에 세정용 카트리지를 설치하는 세정용 카트리지설치공정과, 상기 세정용 카트리지내의 세정유체를 피드튜브를 통하여 회전무화헤드에 공급하는 세정유체공급공정과, 세정의 종료후에 상기 하우징으로부터 사용이 끝난 세정용 카트리지를 떼어내는 세정용 카트리지분리공정으로 이루어진다.

이와 같이 구성함으로써 도료용 카트리지설치공정에서는 도장에 사용하는 도료용 카트리지의 봄베를 하우징의 카트리지설치부에 설치하여 피드튜브를 피드튜브 삽입구멍에 삽입한다. 다음에 도장공정에서는 에어모터에 의하여 회전무화헤드를 회전시킨 상태로 설치된 도료용 카트리지내의 도료를 피드튜브를 통하여 회전무화헤드를 향하여 공급함으로써 피도장물를 도장한다. 그리고 도료용 카트리지분리공정에서는 도장이 종료하면, 사용이 끝난 도료용 카트리지를 하우징으로부터 떼어낸다. 다음에 세정용 카트리지설치공정에서는, 회전무화헤드에 부착된 이전색상 도료를 세정하기 위하여 하우징의 카트리지설치부에 세정용 카트리지를 설치한다. 다음의 세정유체공급공정에서는, 세정용 카트리지내의 세정유체를 피드튜브를 통하여 회전무화헤드에 공급한다. 또한 세정이 종료하면, 세정용 카트리지분리공정에서는 하우징으로부터 사용이 끝난 세정용 카트리지를 떼어냄으로써, 다음색상의 도장준비가 이루어진다.

이하, 본 발명의 실시형태에 의한 회전무화헤드형 도장장치를 도장용 로봇에 설치한 경우를 예로 들어 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 10은 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 것으로, 1은 도장작업기가 되는 도장용 로봇이며, 그 도장용 로봇(1)은 기초대(2)와 그 기초대(2) 위에 회전가능하고 또한 요동가능하게 설치된 수직아암(3)과, 그 수직아암(3)의 선단에 요동가능하게 설정된 수평아암(4)과, 그 수평아암(4)의 선단에 설치된 손목(5)으로 대략 구성되어 있다.

또 도장용 로봇(1)에는 전원선(6A)을 거쳐 전원장치(6)가 접속되고, 에어호스(7A)를 거쳐 제어에어원(7)이 접속되며, 부압호스(8A)를 거쳐 진공펌프, 이젝터 등의 부압발생원(8)이 접속되고, 에어호스(9A)를 거쳐 분리용 에어원(9)이 접속되며, 에어호스(10A)를 거쳐 도료밸브용 파일럿에어원(10)이 접속되고, 에어호스 (1lA)를 거쳐 신너밸브용 파일럿에어원(11)이 접속되며, 신너호스(l2A)를 거쳐 신너공급장치(12)가 접속되어 있다. 그리고 전원선(6A), 호스(7A, 8A, 9A, l0A,1lA, 12A)는 수직아암(3), 수평아암(4)을 통하여 손목(5)까지 이르러 후기하는 회전무화헤드형 도장장치(21)에 접속되어 있다.

21은 도장용 로봇(1)에 설치된 회전무화헤드형 도장장치(이하, 도장장치 21라 함)이며, 그 도장장치(21)는 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 후기하는 하우징(22), 도장기(28), 피드튜브 삽입구멍(27, 34), 도료용 카트리지(35) 등으로 대략 구성되어 있다.

22는 예를 들어 PTFE, PEEK, PEI, POM, PI, PET 등의 고기능 수지재료(엔지니어링 플라스틱)에 의하여 형성된 하우징으로, 그 하우징(22)은 손목(5)의 선단에 설치되어 있다. 그리고 하우징(22)은 통형상으로 형성된 조임부(23A)를 거쳐 도장용 로봇(1)의 손목(5)선단에 착탈가능하게 설치되는 네크부(23)와, 그 네크부(23)의 선단에 일체로 형성된 헤드부(24)로 구성되어 있다.

여기서 헤드부(24)의 앞쪽에는 도장기설치부(25)가 오목원통형상으로 형성되고, 또 헤드부(24)의 뒤쪽에는 카트리지설치부(26)가 오목원통형상으로 형성되어 있다. 또한 카트리지설치부(26)의 바닥부(26A)에는 암접속부(26B)와 수접속부 (26C)가 별개로 형성되고 그 암접속부(26B)에는 후기하는 봄베(36)의 수접속부 (36A)가 끼워맞춰지고, 수접속부(26C)에는 봄베(36)의 암접속부(36B)가 끼워 맞춰진다. 그리고 카트리지설치부(26)의 암접속부(26B), 수접속부(26C)는 봄베(36)를 그 카트리지설치부(26)에 설치할 때, 그 봄베(36)를 둘레방향으로 위치결정하는 것이다.

27은 헤드부(24)의 도장기설치부(25)와 카트리지설치부(26)와의 사이에 연통하여 설치된 하우징측 피드튜브 삽입구멍으로, 그 하우징측 피드튜브 삽입구멍(27)의 앞쪽은 작은 지름의 피드튜브 삽입구멍(27A)이 되고, 뒤쪽이 테이퍼형상으로 오목한 원추형상 오목부(27B)로 되어있다. 여기서 피드튜브 삽입구멍부(27A)는, 후기하는 도장기측 피드튜브 삽입구멍(34)과 동축으로 형성되어 있다. 또 원추형상 오목부(27B)는 후기하는 카트리지(35)의 원추형상 볼록부(38)가 맞닿아 끼워맞춰지고, 이것을 축방향, 지름방향으로 위치결정하는 것이다.

28은 헤드부(24)의 도장기설치부(25)내에 설치된 도장기로, 그 도장기(28)는 에어모터(29)와, 그 에어모터(29)에 의하여 회전되는 회전무화헤드(30)와, 상기 에어모터(29)의 전단측에 설치된 셰이핑에어링(3l)으로 대략 구성되어 있다.

여기서 에어모터(29)는 도장기설치부(25)내에 끼워 맞춰지는 모터케이스 (29A)와, 그 모터케이스(29A) 내에 축방향으로 관통하여 설치되고, 후단측이 작은 지름이 되고, 앞쪽이 큰 지름으로 된 단붙임형상의 축구멍(29B)과, 그 축구멍(29B)의 큰 지름부에 축방향으로 연장하여 설치되고, 선단측이 상기 모터케이스(29A)로부터 돌출된 회전축(29C)과, 그 회전축(29C)의 기단측에 위치하여 그 회전축 (29C)에 고정되어 설치된 에어터어빈(29D)과, 상기 회전축(29C)과 미소한 간극을 가지고 축구멍(29B)의 큰 지름부 주위에 위치하여 상기 모터케이스(29A)에 설치된 정압에어베어링(29F)으로 구성되어 있다.

30은 회전축(29C)의 선단측에 위치하여 에어모터(29)에 설치된 회전무화헤드로, 그 회전무화헤드(30)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 벨형상으로 형성된 벨컵 (30A)과, 그 벨컵(30A)의 전면중앙에 끼워 맞춰진 원판형상의 허브부재(30B)와, 그허브부재(30B)보다도 바깥 둘레쪽에서 상기 벨컵(30A)의 전면에 형성되어 도료를 박막화하는 도료박막화 면(30C)과, 상기 허브부재(30B)의 후면쪽에 획성된 도료고임부(30D)와, 그 허브부재(30B)의 중앙측에 설치되어 허브부재(30B)의 전면측으로부터 공급되는 세정유체를 상기 도료고임부(30D)에 유입시키는 복수개의 세정유체유입구멍(30E, 30E, …)과, 상기 허브부재(30B)의 바깥 둘레쪽에 설치되어 피드튜브(39)로부터 토출된 도료를 상기 도료박막화 면(30C)으로 유도하는 다수개의 도료유출구멍(30F, 30F, …)에 의하여 구성되어 있다.

그리고 회전무화헤드(30)는 에어모터(29)에 의하여 고속회전됨으로써, 피드튜브(39)로부터 도료고임부(30D)에 공급되는 도료를 각 도료유출구멍(30F)으로부터 도료박막화 면(30C)으로 유도한다. 그리고 도료박막화 면(30C)으로 유출된 도료를 그 도료박막화 면(30C)에서 박막화하고 원심력에 의하여 무화한다. 이에 따라 무화도료는 후기하는 바와 같이 고전압으로 대전한 대전도료입자를 이루고, 이 대전도료입자는 후기하는 피도장물(61)과의 사이에 형성되는 정전계를 따라 비행하여 도착된다.

31은 셰이핑에어링으로, 그 셰이핑에어링(31)은 에어모터(29)를 앞쪽에서 고정하도록 헤드부(24)의 도장기설치부(25)에 설치되어 있다. 그리고 이 셰이핑에어링(31)에는 그 바깥 둘레쪽에 다수의 셰이핑에어분출구멍(31A, 31A)이 고리형상으로 뚫어 설치되고, 이 셰이핑에어분출구멍(31A)은 회전무화헤드(30)의 방출단 가장자리를 향하여 셰이핑에어를 분출하여 회전무화헤드(30)로부터 방출된 대전도료입자의 패턴성형을 행하는 것이다.

32는 하우징(22)의 네크부(23)에 설치된 고전압발생기로, 그 고전압발생기 (32)는 예를 들어 콕클로프트회로에 의하여 구성되어 전원장치(6)로부터 전원선 (6A)을 거쳐 공급되는 전압을 -60 내지 -l20kV으로 승압하는 것이다. 그리고 고전압발생기(32)의 출력측은 고전압케이블(32A)을 거쳐 예를 들어 에어모터(29)에 전기적으로 접속되고, 이에 따라 고전압발생기(32)는 에어모터(29)의 회전축(29C)을 거쳐 회전무화헤드(30)에 고전압을 인가하여 도료에 직접 대전시킨다. 또 분무도료입자에 고전압을 간접적으로 대전시키는 외부대전방식의 경우에는 셰이핑에어링 (31)등에 외부전극을 설치하여 고전압발생기(32)로부터 출력되는 고전압을 이 외부전극에 직접 공급하고 있다.

33은 하우징(22)의 네크부(23)에 설치되어 에어호스(7A)를 거쳐 제어에어원 (7)에 접속된 복수라인의 에어통로로서, 그 각 에어통로(33)는 터어빈에어, 베어링에어, 브레이크에어, 셰이핑에어 등을 공급하는 것이나, 본 실시형태에서는 대표적으로 1 개의 에어통로 만을 나타내고 있다.

여기서 터어빈에어를 공급하는 에어통로는, 에어모터(29)의 에어터어빈(29D)을 향하여 에어를 공급하는 것이다. 베어링에어를 공급하는 에어통로는, 에어모터 (29)의 정압에어베어링(29E)을 향하여 에어를 공급하는 것이다. 브레이크에어를 공급하는 에어통로는, 에어터어빈(29D)을 향하여 회전을 정지시키기 위한 브레이크에어를 공급하는 것이다. 또한 셰이핑에어를 공급하는 에어통로는, 셰이핑에어링 (31)의 셰이핑에어분출구멍(31A)을 향하여 에어를 공급하는 것이다.

34는 에어모터(29)를 구성하는 회전축(29C)과 모터케이스(29A)를 축방향으로관통하여 설치된 도장기측 피드튜브 삽입구멍으로, 그 도장기측 피드튜브 삽입구멍(34)의 기단측은, 하우징측 피드튜브 삽입구멍(27)의 피드튜브 끼워넣는 부(27A)로 개구하고, 선단측은 회전무화헤드(30)의 도료고임부(30D)내로 개구하고 있다. 또 도장기측 피드튜브 삽입구멍(34)은 하우징측 피드튜브 삽입구멍(27)의 피드튜브 끼워넣는부(27A)와 동축으로 형성되어 있다. 그리고 피드튜브 삽입구멍(27, 34)에는 도료용 카트리지(35)의 피드튜브(39)가 끼우고 빼기가능하게 끼워맞춰진다.

35a, 35b, …35n 은 a색상, b색상, …n 색상의 도료를 별개로 저장하여 회전무화헤드(30)를 향하여 공급하기 위한 도료용 카트리지(이하, 전체로서 도료용 카트리지 35 라 함)로서, 그 각 도료용 카트리지(35)는 피드튜브 삽입구멍(27, 34)에 끼워넣어 설치되고, 회전무화헤드(30)에 각 색상마다 독립하여 도료를 공급하는 것이다. 그리고 도료용 카트리지(35)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 봄베(36)와, 그 봄베(36)의 전단면에 설치된 원추형상 볼록부(38)와, 그 원추형상 볼록부 (38)로부터 축방향으로 연장하여 내부가 도료공급로(39A)로 되는 피드튜브(39)와, 상기 봄베(36)내에 설치된 피스톤(40)과, 압출액체를 이루는 신너를 공급하는 카트리지측 신너통로(43)로 대략 구성되어 있다.

36은 도료용 카트리지(35)의 본체를 이루는 봄베로 그 봄베(36)는 하우징 (22)과 같은 고기능 수지재료 등에 의하여 카트리지설치부(26)에 끼우고 빼기가능하게 끼워맞춰지는 지름치수를 가진 통형상체(실린더)로 형성되어 있다. 또 봄베 (36)의 바깥 둘레쪽에는 선단측에 위치하여 카트리지설치부(26)와의 사이를 기밀상태로 유지하는 O 링(37)이 설치된다. 또 봄베(36)의 전단측에는 카트리지설치부 (26)의 암접속부(26B)에 대응하는 위치에 수접속부(36A)가 설치되고, 카트리지설치부(26)의 수접속부(26C)에 대응하는 위치에 암접속부(36B)가 설치된다. 또한 봄베 (36)의 후단부에는 카트리지(35)를 교환할 때 파지되는 파지돌기(36C)가 설치된다. 그리고 수접속부(36A), 암접속부(36B)는 봄베(36)를 카트리지설치부(26)에 설치할 때, 그 봄베(36)를 둘레방향으로 위치결정하는 것이다.

38은 봄베(36)와 일체적으로 형성된 원추형상 볼록부로, 그 원추형상 볼록부 (38)는 도료용 카트리지(35)를 하우징(22)의 카트리지설치부(26)에 설치한 상태로원추형상 오목부(27B)에 맞닿아 끼워넣고 도료용 카트리지(35)를 축방향, 지름방향으로 위치결정하는 것이다.

또 39는 원추형상 볼록부(38)의 선단측에 설치된 피드튜브로, 그 피드튜브 (39)내에는 동축으로 연장되는 도료공급로(39A)가 형성되어 있다. 그리고 도료공급로(39A)의 기단측은 후기하는 도료수용실(41)에 접속되고, 선단은 회전무화헤드 (30)를 향하여 개구하고 있다. 또 피드튜브(39)에는 도료공급로(39A)의 선단측을 지름을 축소하여 밸브시트부(39B)가 설치되고, 그 밸브시트부(39B)에는 후기하는 도료밸브(46)의 밸브본체(46B)가 이간, 고정된다. 또한 피드튜브(39)의 길이치수는 도료용 카트리지(35)를 하우징(22)의 카트리지설치부(26)에 설치한 상태에서 그 선단이 회전무화헤드(30)의 도료고임부(30D)내로 연장되는 정도로 설정되어 있다.

한편, 40은 봄베(36)내에 축방향으로 슬라이딩이동 가능하게 끼워맞춰진 피스톤으로, 그 피스톤(40)은 봄베(36)내를 피드튜브(39)의 도료공급로(39A)에 연통로(41A)를 거쳐 연통하는 도료수용실(41)과, 신너를 수용하는 신너수용실(42)로 획성되어 있다.

43은 카트리지측 신너통로에서 그 카트리지측 신너통로(43)는 봄베(36)의 바깥 둘레쪽을 축방향으로 연장하여 설치되고, 그 한쪽 끝은 봄베(36)의 수접속부 (36A)로 개구하고, 다른쪽 끝은 신너수용실(42)에 연통되어 있다. 그리고 카트리지측 신너통로(43)는 신너수용실(42)내로 신너를 공급함으로써 피스톤(40)을 피드튜브(39)측으로 압동하고, 이에 따라 피스톤(40)은 도료수용실(41)내에 충전된 도료를 회전무화헤드(30)를 향하여 압출한다.

또한 압출액체로서의 신너는 고전압발생기(32)에 의한 고전압이 그 신너를 통하여 리크되는 것을 방지하기 위하여 절연성 또는 전기저항이 높은 것이 사용되고 있다. 또 압출액체로서 신너를 사용함으로써, 이 신너는 피스톤(40)이 변위될 때, 봄베(36)의 내벽에 도료가 건조하여 고착되는 것을 방지하고 봄베(36)의 내벽을 항상 습한상태로 유지한다. 이에 따라 피스톤(40)과 봄베(36)의 내벽과의 사이의 마찰저항이 안정되어 피스톤(40)을 원활하게 압동할 수 있다. 또 피스톤(40)과 봄베(36)의 내벽과의 사이의 밀봉성도 향상할 수 있다.

44는 봄베(36)의 수접속부(36A) 내에 위치하여 카트리지측 신너통로(43)의 개구단에 설치된 급속이음새로, 그 급속이음새(44)는 도 3에 나타낸 바와 같이 카트리지설치부(26)에 도료용 카트리지(35)를 설치하고 암접속부(26B)에 수접속부 (36A)를 끼워 맞추었을 때 밸브를 개방하여 카트리지측 신너통로(43)를 후기하는 하우징측 신너통로(48)에 연통시켜 신너의 유통을 허용한다. 한편 도 5에 나타낸바와 같이 카트리지설치부(26)로부터 봄베(36)를 떼어내고, 암접속부(26B)로부터 수접속부(36A)를 이탈시켰을 때에는 스프링력에 의하여 카트리지측 신너통로(43)를 차단하고, 그 신너통로(43)로부터 신너가 유출되는 것을 방지한다.

45는 봄베(36)의 선단측에 설치된 도료밸브수용부로서, 그 도료밸브수용부 (45)는 피드튜브(39)와 동축으로 배치된 원형구멍을 이루고 있다. 그리고 도료밸브수용부(45)내에는 후기하는 도료밸브(46)가 수용된다.

46은 도료용 카트리지(35)에 설치된 도료밸브로, 그 도료밸브(46)는 도료수용실(41)내의 도료를 회전무화헤드(30)에 공급할 때 밸브를 개방하는 것이다. 또 도료밸브(46)는 도료밸브수용부(45)내로 슬라이딩이동 가능하게 끼워 맞춰진 피스톤부(46A)와, 기단측이 그 피스톤부(46A)에 설치되고, 선단측이 피드튜브(39)의 도료공급로(39A)내를 연장하여 그 선단부가 밸브시트부(39B)에 이간, 고정되는 길이가 긴 밸브본체(46B)와, 상기 피스톤부(46A)를 거쳐 그 밸브본체(46B)를 밸브시트부(39B)에 고정되도록 가세하는 밸브스프링(46C)에 의하여 구성되어 있다. 또한 상기 피스톤부(46A)는 도료밸브수용부(45)를 상기 밸브스프링(46C)을 수용하는 스프링실(46D)과 파일럿에어가 유입되는 수압실(46E)로 획성하고 있다. 이와 같이 도료밸브(46)는 에어파일럿식 변환밸브로서 구성되어 있다.

그리고 도료밸브(46)는 통상시는 밸브스프링(46C)의 가세력에 의하여 밸브 본체(46B)가 피드튜브(39)의 밸브시트부(39B)에 고정되어 도료공급로(39A)를 차단하고 회전무화헤드(30)에 대하여 도료의 공급을 정지하고 있다. 한편 도료밸브 (46)는 도료밸브용 파일럿에어원(10)으로부터 에어호스(10A), 하우징측　파일럿에어통로(49), 카트리지측 파일럿에어통로(47)를 경유하여 수압실(46E)에 파일럿에어가 공급되었을 때에는 밸브스프링(46C)에 저항하여 밸브본체(46B)가 밸브시트부 (39B)로부터 이간되어 회전무화헤드(30)에 대하여 도료수용실(41)내의 도료를 공급한다. 여기서 파일럿에어통로(47)는 한쪽 끝이 봄베(36)의 암접속부(36B) 안둘레면으로 개구하고, 다른쪽 끝이 도료밸브(46)의 수압실(46E)에 연통되어 있다.

48은 하우징(22)에 설치된 하우징측 신너통로이며, 그 신너통로(48)는 네크부(23)내를 축방향으로 연장하여 신너밸브수용부(53)의 위치에서 뒤쪽으로 굴곡된 L 자형상으로 형성되어 있다. 그리고 하우징측 신너통로(48)는 한쪽 끝이 도료용카트리지(35)의 도료수용실(41)내의 도료를 압출하는 압출액체를 이루는 신너를 정량공급하는 신너공급장치(12)에 접속되고, 다른쪽 끝이 카트리지설치부(26)의 암접속부(26B) 바닥부로 개구하고 있다. 또 하우징측 신너통로(48)의 굴곡부는 신너밸브(54)의 밸브본체(54B)가 이간, 고정되는 밸브시트부(48A)로 되어 있다.

49는 하우징(22)에 설치된 하우징측 파일럿에어통로이며, 그 파일럿에어통로 (49)의 한쪽 끝은 에어호스(10A)를 거쳐 도료밸브용 파일럿에어원(10)에 접속되어 있다. 또 파일럿에어통로(49)의 다른쪽 끝은 카트리지측 파일럿에어통로(47)에 대응하도록 카트리지설치부(26)의 바닥부(26A)에 설치된 수접속부(26C)의 둘레면로 개구하고 있다.

50은 하우징(22)에 설치되어 카트리지설치부(26)의 바닥부(26A)로 개구된 에어흡인통로이며, 그 에어흡인통로(50)는 부압호스(8A)를 거쳐 부압발생원(8)에 접속되어 있다. 그리고 에어흡인통로(50)는 카트리지설치부(26)의 안쪽 부에 위치하여 도료용 카트리지(35)의 봄베(36)와의 사이에 획성된 부압공간(51)의 에어를 흡인함으로써 도료용 카트리지(35)를 끌어당겨 카트리지설치부(26)에 대하여 고정한다.

또 52는 하우징(22)에 설치되어 카트리지설치부(26)의 바닥부(26A)로 개구한 떼어냄 에어공급통로이며 그 떼어냄 에어공급통로(52)는 에어호스(9A)를 거쳐 분리용 에어원(9)에 접속되어 있다. 그리고 떼어냄 에어공급통로(52)는 부압공간(51)에 에어를 공급함으로써 카트리지설치부(26)에 대한 도료용 카트리지(35)의 고정상태를 해제하여 도료용 카트리지(35)의 떼어냄을 허용하는 것이다.

53은 하우징(22)의 헤드부(24)에 설치된 신너밸브수용부이며, 그 신너밸브수용부(53)는 암접속부(26B)로부터 축방향으로 이간된 안쪽 부에 위치하여 원형구멍을 이루고 있다. 그리고 신너밸브수용부(53)내에는 후기하는 신너밸브(54)가 수용된다.

54는 하우징측 신너통로(48)의 도중에 위치하여 하우징(22)에 설치된 신너밸브로서, 그 신너밸브(54)는 도료수용실(41)내의 도료를 회전무화헤드(30)에 공급하기 위하여 신너수용실(42)에 신너를 공급할 때 밸브를 개방하는 것이다.

또 신너밸브(54)는 도료밸브(46)와 거의 마찬가지로 신너밸브수용부(53)내에 슬라이딩가능하게 끼워 맞춰진 피스톤부(54A)와, 기단측이 그 피스톤부(54A)에 설치되어 선단측이 하우징측 신너통로(48)내로 돌출되고, 그 선단부가 밸브시트부 (48A)에 이간, 고정되는 밸브본체(54B)와, 상기 피스톤부(54A)를 거쳐 그 밸브본체 (54B)를 고정하도록 가세하는 밸브스프링(54C)으로 구성되어 있다. 또한 상기 피스톤부(54A)는 신너밸브수용부(53)를 상기 밸브스프링(54C)을 수용하는 스프링 실(54D)과 파일럿에어가 유입되는 수압실(54E)로 획성되어 있다. 이와 같이 신너밸브(54)는 에어파일럿식 변환밸브로서 구성되어 있다.

그리고 신너밸브(54)는 통상시는 밸브스프링(54C)의 가세력에 의하여 밸브 본체(54B)가 하우징측 신너통로(48)의 밸브시이트부(48A)에 고정되고, 그 신너통로 (48)를 차단하여 신너수용실(42)에 대한 신너의 공급을 정지시키고 있다. 한편 신너밸브용 파일럿에어원(11)으로부터 에어호스(1lA), 파일럿에어통로(55)를 경유하여 수압실(54E)에 파일럿에어가 공급되었을 때에는 밸브스프링(54C)에 저항하여 밸브본체(54B)가 밸브시트부(48A)로부터 이간되어 신너수용실(42)에 대하여 신너의 공급을 행하는 것이다. 여기서 파일럿에어통로(55)의 한쪽 끝은 에어호스(1lA)를 거쳐 신너밸브용 파일럿에어원(11)에 접속되고, 다른쪽 끝은 신너밸브(54)의 수압실(54E)에 연통되어 있다.

한편 56은 도장용 로봇(1)의 근방에 위치하여 도장부스내 등에 설치된 카트리지 유지대이며, 그 카트리지 유지대(56)에는 각 색상마다의 도료용 카트리지 (35a, 35b, ···35n)가 유지되어 있다. 또 카트리지 유지대(56)에는 도장후에 도료용 카트리지(35)의 도료수용실(41)에 도료를 충전하는 도료충전장치, 도료를 충전할 때 신너수용실(42)로부터 배출되는 신너를 회수하는 신너회수장치(모두 도시 생략)등이 설치되어 있다.

또 57은 도장용 로봇(1)의 주위에서 카트리지 유지대(56)의 근방에 고정적으로 설치된 무화헤드세정장치로, 그 무화헤드세정장치(57)에는 상부측에 위치하여위쪽으로 개구한 폐액회수용기(58)가 설치되고, 그 폐액회수용기(58)에는 중앙에 위치하여 세정용 신너를 분출하는 세정노즐(59)과, 세정에 사용한 신너를 회수하는 폐액파이프(60)가 설치된다. 여기서 상기 세정노즐(59)은 펌프를 거쳐 신너원에 접속되고, 상기 폐액파이프(60)는 폐액탱크(모두 도시 생략)로 개구되어 있다.

그리고 무화헤드세정장치(57)는 그 폐액회수용기(58)내에 도장기(28)의 회전무화헤드(30)가 배치되면, 이 회전무화헤드(30)의 전면측이 되는 세정노즐(59)로부터 세정유체로서의 신너를 분출하여 그 회전무화헤드(30)에 부착된 도료를 세정하는 것이다. 또 회전무화헤드(30)를 세정한 세정폐액은 폐액파이프(60)를 통하여 폐액탱크내에 회수된다.

본 실시형태에 의한 도장장치(21)는 상기와 같은 구성을 가지는 것이며, 다음에 도장장치(21)의 도장방법에 관하여 도 6 내지 도 10에 의거하여 설명한다.

먼저 a 색상의 도료용 카트리지(35a)를 사용하여 a 색상의 도료를 피도장물 (61)에 도장하는 경우에 관하여 설명한다. 처음에 도 7에 나타낸 바와 같이 도료용 카트리지설치공정에서는 카트리지 유지대(56)로부터 a 색상의 도료가 충전된 도료용 카트리지(35a)를 인출하여 이 도료용 카트리지(35a)를 하우징(22)에 설치한다. 그리고 도료용 카트리지(35a)를 하우징(22)에 설치할 때에는 피드튜브(39)를 하우징측 피드튜브 삽입구멍(27)의 원추형상 오목부(27B), 피드튜브 삽입구멍(27A), 도장기측 피드튜브 삽입구멍(34)에 끼워넣으면서 봄베(36)를 헤드부(24)의 카트리지설치부(26)내로 끼워맞춘다.

또 도료용 카트리지(35a)의 설치시에는 에어흡인통로(50)에 의하여 봄베(36)와의 사이에 획성된 부압공간(51)내의 에어를 흡인함으로써 하우징(22)에 대하여 도료용 카트리지(35a)를 고정하여 빠짐방지상태로 유지한다.

다음에 도장공정에 관하여 설명한다. 이 도장공정에서는 에어모터(29)를 구동하여 회전무화헤드(30)를 고속회전하고, 셰이핑에어를 셰이핑에어링(31)의 각 셰이핑에어분출구멍(31A)으로부터 분출함과 동시에, 고전압발생기(32)에 의하여 a 색상도료에 고전압을 인가한다. 이 상태에서 신너공급장치(12)로부터 신너통로(48, 43)를 경유하여 압출용 신너를 봄베(36)의 신너수용실(42)내에 정량공급한다. 이에 따라 도 8에 나타낸 바와 같이 압출용 신너에 의하여 피스톤(40)을 변위시켜, 도료수용실(41)내의 a 색상도료를 피드튜브(39)를 통하여 회전무화헤드(30)에 공급하여 회전무화헤드(30)로부터 피도장물(61)을 향하여 분무한다.

이 도료의 분무시에는 a 색상도료가 회전무화헤드(30)에 의하여 원심무화되어 미립화하고 고전압으로 대전한 대전도료입자를 이룬다. 그리고 이 대전도료입자는 각 셰이핑에어분출구멍(31A)으로부터 분출되는 셰이핑에어에 의하여 원하는 분무패턴으로 성형되면서 피도장물(61)과의 사이에 형성되는 정전계를 따라 비행하여 피도장물(61)에 도착한다.

다음에 도료용 카트리지떼어냄 공정에 관하여 설명한다. 이 경우에는 먼저 도장용 로봇(l)의 수직아암(3), 수평아암(4) 등을 작동함으로써 도장장치(21)를 도 7에 나타내는 카트리지 교환위치에 배치한다. 즉 도장기(28)의 앞 부분쪽을 무화헤드세정장치(57)의 폐액회수용기(58)내에 삽입하고, 회전무화헤드(30)의 전면측에 세정노즐(59)을 배치한다. 이 상태에서 분리에어공급통로(52)로부터 부압공간(51)에 에어를 공급함으로써 카트리지설치부(26)에 대한 도료용 카트리지(35a)의 고정을 해제한다. 그리고 도 9에 있어서의 화살표와 같이, 그 도료용 카트리지(35a)를 파지기구(62)로 파지하여 하우징(22)으로부터 축방향으로 뽑아내어 카트리지 유지대(56)로 되돌린다.

다음에 회전무화헤드(30)의 세정공정에 관하여 설명한다. 이 경우에는 도장용 로봇(1)을 작동하여 도 9에 나타낸 바와 같이 도장기(28)의 앞 부분쪽을 무화헤드세정장치(57)에 삽입한 상태로 해 둔다. 또 에어모터(29)에 의하여 회전무화헤드(30)를 고속회전시켜 둔다. 이 상태에서 도 10에 나타낸 바와 같이 세정노즐 (59)로부터 세정용 신너를 분출하여 회전무화헤드(30)의 전면측으로부터 신너를 공급한다. 이로써 허브부재(30B)의 표면을 흐르는 신너는 원심력에 의하여 중앙으로부터 벨컵(30A)의 도료박막화 면(30C)을 향하여 흘러 그 도료박막화 면(30C) 등에 부착된 도료(P1)를 세정한다. 또 허브부재(30B)의 세정유체 유입구멍(30E)으로부터 도료고임부(30D)에 유입된 신너는, 그 도료고임부(30D)의 내벽, 허브부재(30B)의 후면에 부착된 도료(P2)를 세정하고 도료유출구멍(3OF)으로부터 유출된다. 그리고 세정에 사용된 신너는 폐액회수용기(58)내에 유출되어 폐액파이프를 거쳐 폐액탱크에 회수된다.

이렇게하여 a 색상의 도료용 카트리지(35a)를 사용한 도장작업이 완료하면, 예를 들어 b 색상의 도료용 카트리지(35b)를 카트리지 유지대(56)로부터 인출하여 하우징(22)에 설치함으로써 a 색상도료와 마찬가지로 b 색상도료의 도장을 행할 수 있다.

이렇게 하여 본 실시형태에서는 도장용 로봇(1)의 손목(5)에 하우징(22)을 설치하고, 그 하우징(22)에 대하여 a색상, b색상, ···n색상의 도료가 충전된 도료용 카트리지(35a, 35b,···35n)을 준비해 둔다. 그 다음에 도료용 카트리지설치공정에서는 하우징(22)에 도료용 카트리지(35)를 설치하고, 도장공정에서는 도료용 카트리지(35)로부터 회전무화헤드(30)를 향하여 도료를 공급하여 피도장물(61)을 도장하고, 도료용 카트리지떼어냄 공정에서는 하우징(22)으로부터 도료용카트리지(35)를 떼어내고, 또한 세정공정에서는 회전무화헤드(30)에 부착된 이전색상 도료를 세정함으로써 피도장물(61)의 도장작업을 행하는 것이다.

따라서 본 실시형태에 의하면, 많은 종류의 도색도료가 충전된 도료용 카트리지(35)를 미리 준비함으로써 1 대의 도장장치(21)로 다수색상의 색상교체동작에 대응할 수 있고, 신뢰성을 높여 이용범위를 넓힐 수 있다. 또 다른색상의 도료를 증설하는 경우에도 도장장치(21)를 개조하지 않고, 카트리지 유지대(56)에 다른 색상의 도료가 충전된 도료용 카트리지(35)를 새로이 배치하는 것만으로 용이하게 대응할 수 있다.

또한 각 색상마다의 도료용 카트리지(35)를 교환하여 사용함으로써 색상교체시의 도료의 배출을 없앨 수 있기 때문에 세정시간을 단축할 수 있는 데다가 도료, 신너의 낭비를 없애어 환경에 뛰어난 도장장치(21)로 할 수 있다.

또 도료를 공급하기 위한 도료호스를 생략할 수 있기 때문에 도료로서 메탈릭도료, 수성도료 등의 전기저항이 낮은 도료를 도장하는 경우에도 고전압이 리크되는 것을 방지할 수 있어, 다종류의 도료의 도장을 가능하게 하여 도장장치(21)의 이용범위를 넓힐 수 있다.

또 회전무화헤드(30) 등을 세정하기 위한 무화헤드세정장치(57)는 도장장치 (2l)와 별개로 설치되어 있기 때문에 신너 등의 세정유체를 거쳐 고전압이 리크되는 것을 방지할 수 있고, 고전압을 차단하기 위한 구조(볼테지블록)를 간략화할 수있다.

또한 도장장치(21)에는 도료의 공급, 정지를 행하는 도료밸브(46)와, 압출 용 신너의 공급, 정지를 행하는 신너밸브(54)를 설치하고 있다. 이에 따라 도료의 분무지령, 정지지령에 의하여 도료밸브(46), 신너밸브(54)를 개폐동작시킴으로써,이 분무지령, 정지지령후에 즉시 도료를 분무, 정지시킬 수 있다.

따라서 도장프로그램에 따라 정확하게 제어할 수 있기 때문에 도포막의 두께를 일정하게 하여 도장품질을 높일 수 있고, 신뢰성을 향상할 수 있다. 또 도료용카트리지(35)를 하우징(22)으로부터 뽑아내어 교환할 때, 피드튜브(39)로부터 도료가 밑으로 떨어지는 것 같은 사태를 없앨 수 있다.

다음에 도 11 내지 도 14는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내며, 본 실시형태의 특징은 세정공정이 도료용 카트리지 분리공정 전에 행하는 구성으로 한 데 있다. 또한 본 실시형태는 구성요소가 상기한 제 1 실시형태와 동일하기 때문에 도장방법에 관해서만 설명한다.

도료용 카트리지(35a)를 사용하여 a 색상의 도료를 피도장물(61)에 도장하는 경우에 관해서 설명한다. 도료용 카트리지설치공정에서는 상기한 제 1 실시형태와 마찬가지로 a 색상의 도료가 충전된 도료용 카트리지(35a)를 카트리지 유지대(56)로부터 인출하여 하우징(22)에 설치한다. 이때 에어흡인통로(50)에 의하여 부압공간(51)내의 에어를 흡인함으로써 하우징(22)에 대하여 도료용 카트리지(35a)를 고정한다.

다음에 도장공정에서는 에어모터(29)로 회전무화헤드(30)를 고속회전하여, 각 셰이핑에어분출구멍(31A)으로부터 셰이핑에어를 분출하여 고전압발생기(32)에 의해서 a 색상도료에 고전압을 인가한다. 그리고 이 상태에서 신너수용실(42)내에 압출용 신너를 정량공급함으로써 피스톤(40)을 압동하여 도료수용실(41)내의 a 색상도료를 회전무화헤드(30)를 향하여 공급하고 피도장물(61)에 a 색상도료를 분무한다.

그리고 도장공정이 종료하면 세정공정을 행한다. 이 때문에 도장용 로봇(1)의 수직아암(3), 수평아암(4) 등을 작동함으로써 도장장치(21)를 도 12에 나타내는 카트리지 교환위치에 배치한다. 이 상태에서 도 13에 나타낸 바와 같이 에어모터 (29)에 의하여 회전무화헤드(30)를 고속회전시켜 세정노즐(59)로부터 세정용 신너를 분출하여 회전무화헤드(30)의 전면측으로부터 신너를 공급한다.

이에 따라 세정공정에서는 허브부재(30B)의 표면을 흐르는 신너는, 원심력에 의하여 중앙으로부터 벨컵(30A)의 도료박막화 면(30C)을 향하여 흘러 그 도료박막화 면(30C) 등에 부착된 도료(P1)를 세정한다. 또 허브부재(30B)의 세정유체 유입구멍(30E)으로부터 도료고임부(30D)에 유입된 신너는, 그 도료고임부(30D)의 내벽, 허브부재(30B)의 후면에 부착된 도료(P2)를 세정한다. 또한 도료고임부(30D)로 유입된 신너의 일부는, 피드튜브(39)의 선단에 부착된 도료(P3)를 세정한다. 그리고각부를 세정한 신너는, 도료유출구멍(30F)으로부터 폐액회수용기(58)내로 유출하여 회수된다.

다음에 도료용 카트리지떼어냄 공정에서는, 카트리지설치부(26)에 대한 도료용 카트리지(35a)의 고정을 해제하여 도 14에 있어서 화살표와 같이 그 도료용 카트리지(35a)를 파지구(62)로 파지하여 하우징(22)으로부터 축방향으로 뽑아 카트리지 유지대(56)로 되돌린다.

이렇게 하여 이와 같이 구성된 본 실시형태에 있어서도 상기한 제 1 실시형태와 거의 같은 작용효과를 가지게 된다. 그러나 본 실시형태에서는 도장공정의 종료후에 즉시 세정공정을 실시하고, 그 후에 카트리지 떼어냄 공정을 행하는 구성으로 되어 있다. 이 때문에 회전무화헤드(30)의 세정시에는 카트리지(35)의 피드튜브(39)선단도 동시에 세정할 수 있다. 이에 따라 회전무화헤드(30)로부터 카트리지(35)를 떼어내기 전에 피드튜브(39)의 선단에 부착되어 있는 이전색상 도료를 세정할 수 있어 피드튜브(39)의 로딩을 방지할 수 있다.

다음에 본 발명의 제 3 실시형태를 도 15 내지 도 17에 의거하여 상세하게 설명한다. 본 실시형태의 특징은 세정유체가 충전된 세정용 카트리지를 사용하여 회전무화헤드를 세정하는 구성으로 한 데 있다. 또한 본 실시형태에서는 상기한 제 1 실시형태와 동일한 구성요소에 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략하기로 한다.

71은 본 실시형태에 사용하는 세정용 카트리지로서, 그 세정용 카트리지(71)는 하우징(22)의 카트리지설치부(26)에 설치되는 것으로, 도료용 카트리지(35)와같은 구성을 가지고 있다. 그러나 세정용 카트리지(71)는 그 내부에 세정유체로서의 신너가 충전되어 있다. 또 세정용 카트리지(71)는 도료용 카트리지(35)와 함께 카트리지 유지대(56)에 배치되어 있다.

72는 도장용 로봇(1)의 근방에 위치하여 도장부스내 등에 설치된 폐액회수용기로, 그 폐액회수용기(72)는 세정에 사용한 신너를 회수하는 것으로, 폐액탱크(도시생략)에 접속되어 있다. 또한 폐액회수용기(72)에는 제 1 실시형태에 의한 무화헤드세정장치(57)와 같이 세정노즐은 설치되어 있지 않다.

본 실시형태에 의한 도장장치(21)는 상기와 같은 구성을 가지는 것으로, 다음에 도장장치(21)의 도장방법에 관하여 도 16에 의거하여 설명한다.

먼저, a 색상의 도료용 카트리지(35a)를 사용하여 a 색상의 도료를 피도장물(61)에 도장하는 경우에 관하여 설명한다. 도료용 카트리지설치공정에서는 상기한 제 1 실시형태와 같이, a 색상의 도료가 충전된 도료용 카트리지(35a)를 하우징 (22)에 설치하여 에어흡인통로(50)에 의하여 부압공간(51)내의 에어를 흡인함으로써 하우징(22)에 대하여 도료용 카트리지(35a)를 고정한다.

다음에 도장공정에서는 에어모터(29)로 회전무화헤드(30)를 고속회전하여, 각 셰이핑에어 분출구멍(3lA)으로부터 셰이핑에어를 분출하여 고전압발생기(32)에 의하여 a 색상 도료에 고전압을 인가한다. 그리고 이 상태에서 신너수용실(42)내에 압출용 신너를 정량공급하여 피스톤(40)을 압동하여 도료수용실(41)내의 a 색상도료를 회전무화헤드(30)를 향하여 공급함으로써 피도장물(61)에 a 색상 도료를 분무한다.

다음에 도료용 카트리지 떼어냄 공정에서는 분리에어 공급통로(52)로부터 부압공간(51)에 에어를 공급하여 도료용 카트리지(35a)의 고정을 해제하여 그 도료용카트리지(35a)를 하우징(22)으로부터 떼어낸다.

다음에 회전무화헤드(30)를 세정하는 세정공정에 관하여 설명한다. 이 세정공정은 세정용 카트리지(71)를 사용하여 회전무화헤드(30)를 세정함으로써 세정용카트리지설치공정, 신너토출공정, 세정용 카트리지 떼어냄 공정으로 이루어지고 있다.

먼저, 세정용 카트리지 설치공정에서는 하우징(22)의 카트리지설치부(26)에 세정용 카트리지(71)를 설치한다. 이 때에는 에어의 흡인에 의하여 세정용 카트리지(71)가 하우징(22)에 대하여 고정된다.

세정유체공급공정이 되는 신너토출공정에서는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 도장용 로봇(1)의 수직아암(3), 수평아암(4) 등을 작동하여, 도장기(28)의 회전무화헤드(30)를 폐액회수용기(72)내에 삽입한다. 이 상태에서 에어모터(29)에 의하여 회전무화헤드(30)를 고속회전시킴과 동시에 세정용 카트리지(71)에 압출용 신너를 공급하여 그 카트리지(71)내에 충전된 세정용 신너를 회전무화헤드(30)를 향하여 토출함으로써 그 회전무화헤드(30)에 부착된 a 색상도료를 세정한다.

다음에 세정용 카트리지떼어냄 공정에서는 세정용 카트리지(71)의 고정을 해제하고 그 세정용 카트리지(71)를 하우징(22)으로부터 떼어낸다. 이에 따라 회전무화헤드(30)의 세정이 종료된다.

이렇게 하여 이와 같이 구성된 본 실시형태에서도 상기 각 실시형태에 의한것과 거의 같은 작용효과를 얻을 수 있는 데, 특히 본 실시형태에서는 도료용 카트리지(35)로서 사용되고 있는 카트리지를 그대로 세정용 카트리지(71)로서 사용할 수 있기 때문에 회전무화헤드(30)를 세정하기 위한 구성을 간략화하여 코스트를 저감할 수 있다.

또 각 실시형태에서는 도장작업기로서의 도장용 로봇(1)의 손목(5)에 도장장치(21)를 설치한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 예를 들어 레시프로케이터 등의 다른 도장작업기에 도장장치(21)를 설치하는 구성으로 하여도 된다. 이 경우 레시프로케이터는 동작범위가 좁기 때문에 무화헤드 세정장치(57), 폐액회수용기(72)를 이동가능하게 구성하는 것이 바람직하다.

또 각 실시형태에서는 카트리지(35, 7l)내에 피스톤(40)을 설치하고, 그 피스톤(40)에 의하여 도료, 신너를 압출한 경우를 예시하였으나, 이것 대신에 예를 들어 벨로즈 등을 사용하여 그 벨로즈내에 충전된 도료 등을 압출하는 구성으로 하여도 좋다.

또 각 실시형태에서는 에어모터(29)의 축구멍(29B)을 후단측이 작은 지름이 되고, 앞쪽이 큰 지름으로 된 단붙임형상으로 형성하고, 회전축(29C)을 그 축구멍 (29B)의 큰 지름부내에 설치한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이것 대신에 예를 들어 도 18에 나타내는 변형예와 같이 에어모터(81)의 축구멍(81B)을 축방향과 거의 같은 지름치수로 관통시켜 그 축구멍(81B)을 관통하도록 회전축(81C)을 설치하는 구성으로 하여도 된다.

또 각 실시형태에서는 에어흡인통로(50)를 경유하여 부압공간(51)의 에어를흡인함으로써 하우징(22)에 대하여 카트리지(35, 71)를 고정하는 것으로서 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 예를 들어 하우징(22)측에 설치한 록부재를 카트리지(35, 71)측에 설치한 록구멍에 걸어맞춤으로써 카트리지(35, 71)를 고정하는 구성으로 하여도 좋다.

또 각 실시형태에서는 압출용 액체로서 신너를 사용한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 도료의 종류, 고전압의 인가방식 등에 따라 물 등의 다른 액체를 사용하여 도료 등을 압출하는 구성으로 하여도 된다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 도료용 카트리지를 사용한도장의 종료후에 회전무화헤드의 전면측으로부터 세정유체를 공급하고, 그 회전무화헤드에 부착된 이전색상 도료를 세정함으로써 다음색상의 도장준비를 행할 수 있다.

따라서 많은 종류의 도색도료가 충전된 도료용 카트리지를 미리 준비함으로서 1 대의 회전무화헤드형 도장장치로 다수 색상의 색상교체동작에 대응할 수 있고, 신뢰성을 높여 이용범위를 넓힐 수 있다. 또한 도료용 카트리지에는 도료호스 등이 접속되어 있지 않기 때문에 메탈릭도료, 수성도료 등의 전기저항이 낮은 도료를 도장하는 경우에도 도료에 인가된 고전압이 도료를 거쳐 리크되는 것을 방지할 수 있고, 많은 종류의 도료의 도장을 가능하게 하여 도장장치의 신뢰성을 높일 수 있다.

또 하우징에 카트리지를 설치한 그대로의 상태로 회전무화헤드의 전면측으로부터 세정을 행할 수 있기 때문에 회전무화헤드와 함께 카트리지의 피드튜브선단에 부착된 도료를 세정할 수 있어, 피드튜브의 로딩을 방지할 수 있다.

또한 많은 종류의 도색도료가 충전된 도료용 카트리지와 세정유체가 충전된 세정용 카트리지를 미리 준비함으로써 1 대의 회전무화헤드형 도장장치로 다수 색상의 색상교체동작에 대응할 수 있다.

Claims (3)

1. 앞쪽이 도장기를 설치하는 도장기설치부가 되고, 뒤쪽이 카트리지를 설치하는 카트리지설치부가 되는 하우징과,

   회전축을 가지는 에어모터와 상기 에어모터의 앞쪽에 위치하고 회전축에 설치된 회전무화헤드로 이루어지며, 상기 하우징의 도장기설치부에 설치된 도장기와,

   상기 도장기를 구성하는 에어모터의 회전축내를 축방향으로 설치되며, 전단이 회전무화헤드로 개구하고 후단이 상기 하우징의 카트리지설치부로 개구하는 피드튜브 삽입구멍과,

   내부에 도료가 충전되는 봄베와 상기 봄베의 선단으로부터 축방향으로 연장되는 피드튜브로 이루어지는 각 색상마다 별개의 도료용 카트리지를 구비한 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법으로서,

   도장에 사용하는 도료용 카트리지의 봄베를 상기 하우징의 카트리지설치부에 설치하고, 피드튜브를 상기 피드튜브 삽입구멍에 삽입하는 도료용 카트리지설치공정과,

   상기 에어모터에 의하여 회전무화헤드를 회전시킨 상태에서, 설치한 도료용 카트리지내의 도료를 피드튜브를 통하여 회전무화헤드를 향하여 공급하는 도장공정과,

   도장의 종료후에 사용이 끝난 도료용 카트리지를 상기 하우징으로부터 떼어내는 도료용 카트리지떼어냄 공정과,

   상기 회전무화헤드의 앞면쪽으로부터 세정유체를 공급하여 상기 회전무화헤드에 부착된 이전색상 도료를 세정하는 세정공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법.
2. 앞쪽이 도장기를 설치하는 도장기설치부가 되고 뒤쪽이 카트리지를 설치하는 카트리지설치부가 되는 하우징과,

   회전축을 가지는 에어모터와 이 에어모터의 앞쪽에 위치하여 회전축에 설치되는 회전무화헤드로 이루어지고 상기 하우징의 도장기설치부에 설치된 도장기와,

   상기 도장기를 구성하는 에어모터의 회전축내에 축방향으로 설치되어 전단이 회전무화헤드로 개구하며, 후단이 상기 하우징의 카트리지설치부로 개구하는 피드튜브 삽입구멍과,

   내부에 도료가 충전되는 봄베 및 이 봄베의 선단으로부터 축방향으로 연장되는 피드튜브로 이루어지는 각 색상마다 별개의 도료용 카트리지를 구비한 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법으로서,

   도장에 사용하는 도료용 카트리지의 봄베를 상기 하우징의 카트리지설치부에 설치하고 피드튜브를 상기 피드튜브 삽입구멍에 삽입하는 도료용 카트리지설치공정과,

   상기 에어모터에 의하여 회전무화헤드를 회전시킨 상태에서, 설치된 도료용 카트리지내의 도료를 피드튜브를 통하여 회전무화헤드를 향하여 공급하는 도장공정과,

   도장의 종료후에 상기 회전무화헤드의 전면측으로부터 세정유체를 공급하여상기 회전무화헤드와 피드튜브선단에 부착된 이전색상 도료를 세정하는 세정공정과,

   세정의 종료후에 사용이 끝난 도료용 카트리지를 상기 하우징으로부터 떼어내는 도료용 카트리지떼어냄 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법.
3. 앞쪽이 도장기를 설치하는 도장기설치부가 되고 뒤쪽이 카트리지를 설치하는 카트리지설치부가 되는 하우징과,

   회전축을 가지는 에어모터와 상기 에어모터의 앞쪽에 위치하여 회전축에 설치된 회전무화헤드로 이루어지고 상기 하우징의 도장기설치부에 설치된 도장기와,

   상기 도장기를 구성하는 에어모터의 회전축내에 축방향으로 설치되고 전단이 회전무화헤드로 개구하며 후단이 상기 하우징의 카트리지설치부로 개구하는 피드튜브 삽입구멍과,

   내부에 도료가 충전된 봄베와 상기 봄베의 선단으로부터 축방향으로 연장되는 피드튜브로 이루어지는 각 색상마다 별개의 도료용 카트리지와,

   내부에 세정유체가 충전되는 봄베와 그 봄베의 선단으로부터 축방향으로 연장되는 피드튜브로 이루어지는 세정용 카트리지를 구비한 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법으로서,

   도장에 사용하는 도료용 카트리지의 봄베를 상기 하우징의 카트리지설치부에설치하고 피드튜브를 상기 피드튜브 삽입구멍에 삽입하는 도료용 카트리지설치하여 공정과,

   상기 에어모터에 의하여 회전무화헤드를 회전시킨 상태에서, 설치된 도료용 카트리지내의 도료를 피드튜브를 통하여 회전무화헤드를 향하여 공급하는 도장공정과,

   도장의 종료후에 사용이 끝난 도료용 카트리지를 상기 하우징으로부터 떼어내는 도료용 카트리지떼어냄 공정과,

   상기 회전무화헤드에 부착된 이전 색상도료를 세정하기 위하여 상기 하우징의 카트리지설치부에 세정용 카트리지를 설치하는 세정용 카트리지설치공정과,

   상기 세정용 카트리지내의 세정유체를 피드튜브를 통하여 회전무화헤드에 공급하는 세정유체 공급공정과,

   세정의 종료후에 상기 하우징으로부터 사용이 끝난 세정용 카트리지를 떼어내는 세정용 카트리지떼어냄 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치의 도장방법.